ホスファターゼ基質ライブラリー

問い合わせ

ホスファターゼは、タンパク質、脂質、その他の生体分子からリン酸基を除去することにより、細胞内シグナル伝達、代謝、恒常性の重要な制御因子として機能します。これは、リン酸基を付加するキナーゼに対する不可欠なカウンターパートです。基質認識様式の多様性と生理学的役割の広範さから、ホスファターゼの特異性、活性、ならびに制御機構を規定するには、適切に設計された基質ライブラリーが不可欠です。Creative Enzymesでは、ホスファターゼ基質ライブラリーサービスとして、酵素探索、作用機序（メカニズム）解析、および阻害剤開発を支援するために、アッセイ対応（assay-ready）の基質を包括的かつカスタマイズ可能な形で提供します。

ホスファターゼ基質ライブラリー構築の背景

リン酸化と脱リン酸化のバランスは、ほぼすべてのシグナル伝達経路の中核を成します。ホスファターゼ活性の異常は、がん、代謝性疾患、神経変性疾患、自己免疫疾患などに関与することが示されています。しかし、キナーゼとは異なり、多くのホスファターゼは基質範囲が広く、基質同定が大きなボトルネックとなっています。

Example of a phosphatase substrate library 図1．ホスファターゼ基質ライブラリーの化学組成を示す円グラフ。（Huang et al., 2015）

ホスファターゼ基質同定における固有の課題

ホスファターゼの基質認識は、以下の要因により極めて複雑です。

多様な基質クラス：ホスファターゼはリン酸化タンパク質、リン脂質、ヌクレオチド、糖などを標的とするため、各クラスに特化したライブラリーが必要となります。
構造特異性：一次配列に加え、ホスファターゼは高次構造要素（例：タンパク質フォールド、膜界面、アロステリック部位）を認識することが少なくありません。
低い触媒回転：多くのホスファターゼはキナーゼより反応速度が遅く、高感度な検出法が求められます。
普遍的なコンセンサスモチーフの欠如：キナーゼでは認識可能なモチーフが共有されることが多い一方、ホスファターゼの基質嗜好性はファミリー特異的、またはコンテキスト依存的であることが一般的です。

特化型ホスファターゼライブラリーを構築する理由

適切に設計された基質ライブラリーは、以下の目的に不可欠です。

セリン/スレオニンホスファターゼおよびチロシンホスファターゼにわたる基質特異性の定義。
活性測定および阻害剤スクリーニングのための再現性の高いアッセイ系の開発。
特に二重特異性ホスファターゼ（DUSP）およびプロテインチロシンホスファターゼ（PTP）を含む、新規または研究が十分でないホスファターゼの特性解析。
検証済み基質によりハイスループット阻害剤アッセイの開発が可能となる創薬プログラムの支援。

当社サービスでは、化学的適合性を担保し、アッセイにそのまま使用でき、かつ想定される活性だけでなく非典型的な活性も明らかにできるよう戦略的に設計した基質を提供することで、これらの課題に対応します。

提供サービス

当社のホスファターゼ基質ライブラリーは、探索的研究から高度なプロファイリングまで対応できるよう設計されています。

既製ホスファターゼライブラリー

主要なセリン/スレオニンおよびチロシンホスファターゼをカバーする、すぐに使用可能なペプチドおよびリン酸化ミメティック基質セット。

酵素クラス別カスタム設計

PTP、DUSP、またはPPPファミリー酵素の結合部位特性を反映したテーラーメイドのライブラリー。

多様な基質フォーマット

ペプチドベース、リン酸化低分子、ならびに蛍光基質アナログにより、複数の活性様式を捕捉。

系統的バリアント

重要部位での置換を含むモチーフ拡張により、カノニカル配列を超えた認識を検証。

標識・検出オプション

蛍光レポーター、比色リードアウト、またはLC-MS定量に対応するよう設計した基質。

ベンチマーク用コントロール

ホスファターゼ活性の正確な検証のための陽性・陰性参照基質。

ドキュメンテーションおよびQC

完全な分析バリデーション（HPLC、MS）および使用推奨事項。

下流スクリーニングとの統合

HTSおよび計算評価にそのまま適用可能なアッセイ対応ライブラリー。

ホスファターゼ基質ライブラリー設計における当社の戦略

戦略	概要	適用・強み
縮重（degenerate）ペプチドライブラリー	固定したリン酸受容残基（pSer、pThr、pTyr）の周囲をランダム化アミノ酸で構成したライブラリー。	配列コンテキストの定義リン酸化部位近傍で結合または回転（turnover）を増強する重要残基を同定（例：酸性残基嗜好性 vs. 疎水性嗜好性）。
天然由来リン酸化ペプチドライブラリー	リン酸化プロテオミクス研究に由来するペプチド、または既知のin vivoリン酸化部位に基づき合成したペプチド。	生物学的妥当性生理学的に関連性の高い基質を直接評価。ホスファターゼ活性を細胞内経路へ結び付ける用途に最適。
低分子・脂質ライブラリー	リン酸化代謝物（例：ホスホイノシチド、ヌクレオチド、糖）または合成アナログのコレクション。	代謝系ホスファターゼの役割マッピング脂質ホスファターゼ（例：PTEN、SHIP）や代謝酵素（例：解糖系に関与するホスファターゼ）の特性解析に重要。
蛍光・発色基質ライブラリー	脱リン酸化により検出可能なシグナル（蛍光または色）を放出するよう設計した分子（例：DiFMUP、ELIPAプラットフォーム）。	ハイスループットスクリーニング阻害剤探索および速度論的プロファイリングに適した、迅速かつ連続的な活性アッセイを可能にします。

ワークフロー：ライブラリーから検証済み基質へ

Workflow of phosphatase substrate library construction services

当社チームへお問い合わせ

Creative Enzymesが選ばれる理由

広範なカバレッジ

PTP、DUSP、PPPファミリーホスファターゼ、脂質ホスファターゼを含む多様なホスファターゼクラスに関する専門性。

カスタマイズ可能な設計

対象ホスファターゼの構造的・機序的特徴を反映するようライブラリーを構築。

探索のバランス

カノニカルなリン酸化モチーフと探索的アナログを組み合わせ、想定内・非典型の双方の活性を捕捉。

アッセイの柔軟性

光学、蛍光測定、LC-MS、抗体ベースアッセイを含む複数の検出系で検証済みの基質。

高品質基準

すべてのライブラリーは厳格なQC（MS、HPLC）下で合成し、実験間の再現性と比較可能性を担保。

シームレスな統合

阻害剤探索および構造シミュレーションのワークフローと直接互換で、エンドツーエンドの支援を実現。

ケーススタディおよび成功事例

Case 1：二重特異性ホスファターゼの基質特異性マッピング

クライアントのニーズ：

免疫シグナル伝達を研究するアカデミアチームが、生物学的役割が十分に定義されていない二重特異性ホスファターゼの基質プロファイリングを必要としていました。

当社のアプローチ：

カノニカルなチロシンおよびセリン/スレオニンモチーフの双方を含む、リン酸化ペプチド50種からなるカスタムライブラリーを構築しました。ライブラリー全体にわたる加水分解速度を評価するため、LC-MS定量を用いてスクリーニングを実施しました。

成果：

解析の結果、+2位に酸性残基を含むホスホチロシン基質に対する明確な嗜好性が示されました。これらの知見により、研究者は当該ホスファターゼの新規生物学的標的を提案でき、査読付き学術誌に成果を公表しました。

Case 2：脂質ホスファターゼ阻害剤スクリーニング用アッセイの開発

クライアントのニーズ：

脂質ホスファターゼの低分子モジュレーターを開発する製薬企業が、ハイスループットスクリーニング（HTS）アッセイ確立のために信頼性の高い基質パネルを必要としていました。

当社のアプローチ：

リアルタイムモニタリングのため蛍光標識誘導体を組み込んだ、リン酸化イノシトールアナログの混合基質ライブラリーを設計しました。迅速なデータ取得を可能にするため、マイクロプレートベースの蛍光アッセイに最適化しました。

成果：

HTS条件下で高い活性と再現性を示す基質が3種同定されました。クライアントはこれらの基質を用いてスクリーニングキャンペーンを開始し、治療ポテンシャルを有する複数の阻害剤リードの同定に成功しました。

ホスファターゼ基質ライブラリーサービスに関するFAQ

Q：特異性が広い、または十分に定義されていないホスファターゼ向けのライブラリー設計は可能ですか？

A：可能です。コンセンサスモチーフ、構造モデリング、ならびにリン酸化残基周辺の合理的なバリエーション設計を用い、カノニカルおよび非典型の双方の基質認識を探索できるライブラリーを構築します。
Q：貴社のホスファターゼライブラリーに適合する検出法は何ですか？

A：当社基質は、蛍光、発色、放射測定、またはLC-MSベースの検出法にアッセイ対応です。クライアントのワークフローに合わせたカスタム標識オプションも提供可能です。
Q：ホスファターゼ基質ライブラリーは最大でどの程度の規模まで対応できますか？

A：プロジェクト目的およびスループットに応じて、20～40基質の小規模探索セットから、200基質を超える包括的パネルまで対応可能です。
Q：本サービスに脂質ホスファターゼも含められますか？

A：もちろん可能です。PI3K/PTEN関連経路およびその他の脂質ホスファターゼに合わせて最適化した、リン酸化脂質誘導体およびアナログを提供します。
Q：ライブラリーにコントロールは含まれますか？

A：はい。各ライブラリーには検証済みの陽性・陰性コントロール基質が含まれており、クライアントアッセイにおけるベンチマーキングと再現性確保に有用です。
Q：これらのライブラリーは阻害剤探索プログラムにどのように統合できますか？

A：高性能基質として同定されたものは、HTSキャンペーンにおける信頼性の高いアッセイ標準として機能し、阻害剤スクリーニングおよび最適化ワークフローに直接適用できます。
Q：カスタムホスファターゼライブラリーの標準的な納期はどの程度ですか？

A：規模と複雑性により異なりますが、通常は4～8週間で完了します。緊急スケジュール向けの短納期オプションもご用意しています。

参考文献：

Huang H, Pandya C, Liu C, et al. Panoramic view of a superfamily of phosphatases through substrate profiling. Proc Natl Acad Sci USA. 2015;112(16). doi:10.1073/pnas.1423570112

名：

姓：

メール *

電話：

会社/機関：

国または地域：

数量：

興味のあるサービスと製品 *

プロジェクトの説明：

研究および産業用途にのみご使用ください。個人医療用途には適していません。一部の食品グレード製品は、食品および関連用途における処方開発に適しています。

サービス

オンラインお問い合わせ

名：

姓：

メール *

電話:

会社/機関:

国または地域:

数量：

サービスと製品に興味があります *

プロジェクトの説明：